로맨스 영화를 보면 중간 줄거리는 가지각색이지만 첫눈에 반한 남녀의 사랑이 이뤄지는 것으로 끝나는 경우가 많다. 많은 청춘남녀들은 영화나 드라마 같은 로맨스, 사랑을 꿈꾸지만 실현되는 경우는 적다. 많지는 않지만 현실의 로맨스가 이뤄지려면 필요한 요소가 무엇인지 사회심리학자, 뇌과학자, 행동과학자 등이 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 국립영장류연구센터 신경과학·행동부, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), 노스웨스턴대, 노스웨스턴대 켈로그경영대학원, 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 토론토대 공동 연구팀은 좋은 첫인상이 두 번째 만남을 촉진하고 로맨스로 이어질 가능성을 높인다고 7일 밝혔다. 다소 뻔한 결과 같지만 실제로 첫인상과 로맨틱한 사랑의 상관관계를 분석한 것은 처음이다. 이와 함께 다른 사람에게 인기 있는 사람이 둘만의 로맨스를 이어갈 때도 도움이 되는 것으로 확인됐다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 1일자에 실렸다. 연구팀은 온라인 데이트 사이트를 이용한 적이 있는 미국과 캐나다에 사는 성인 남녀 550명을 대상으로 약 6600건의 스피드 데이트 데이터를 활용했다. 연구팀은 실험 참가자들을 대상으로 스피드 데이트를 통해 2~3개월 동안 만났던 사람은 몇 명인지, 얼마나 오래 만났는지, 로맨틱한 감정이 시간이 지남에 따라 어떻게 변했는지 설문조사를 실시했다. 연구팀은 선택성, 인기성, 양립성 또는 궁합(Compatibility)이라는 세가지 요소가 만남의 결과에 어떻게 영향을 미치는지에 주목했다. 선택성(Selectivity)은 모든 사람을 좋아하기 때문에 그 중 한 명을 선택해 좋아한다는 것이며 인기성(Popularity)은 모든 사람이 좋아하는 사람에게 호감을 갖는 것을 의미한다. 양립성 또는 궁합은 설명할 수는 없지만 자신과 맞는 부분이 많다고 여겨 좋아하게 되는 것을 뜻한다. 분석 결과 사람들은 모든 사람들에게 인기가 있는 사람을 좋아하며 로맨틱한 관계를 추구할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 그런데 인기성보다는 궁합이 로맨틱한 관계에 더 큰 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 인기성이나 궁합에 미치는 가장 중요한 배경은 첫인상인 것으로 확인됐다. 다른 사람에게 인기가 있는 사람을 주목하고 만났을 때 로맨스로 이어지는 것은 타인의 관심이라는 첫인상이 긍정적으로 영향을 미치기 때문이라는 설명이다. 연구를 이끈 캐나다 토론토대 에밀리 임페터 심리학과 교수(사회·성격심리학)는 “첫인상이 중요하다는 것은 잘 알려져 있지만 경연대회뿐만 아니라 남녀간 만남이 어느 정도 진행된 뒤에도 영향을 미친다는 사실은 이번에 처음 밝혀졌다”며 “남녀관계는 물론 대인관계에서도 첫인상은 오랜 동안 영향을 미친다”고 설명했다.

100세 시대를 넘어 120세까지 생존이 가능하다는 연구들이 속속 나오고 있다. 그렇지만 단순히 수명만 늘어나는 것을 넘어 건강하게 오래 살 수 있는 건강수명 증가와 관련한 연구가 필요하다는 지적이 나오고 있다. 나이가 들면 사람들이 가장 걱정하는 질병은 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환과 당뇨, 고혈압, 고지혈증 등 대사질환이다. 국내 연구진이 퇴행성 뇌질환과 대사질환의 원인이 되는 새로운 단백질을 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 연구팀은 체내에서 세포막 내외로 다양한 물질을 수송하는 단백질인 TAPL의 새로운 기능을 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 실렸다. TAPL은 당, 비타민, 호르몬, 대사산물, 항생제, 항암제 등을 수송하는 ABC 트랜스포터 단백질의 일종이다. TAPL 돌연변이나 기능 이상은 세포 내 펩타이드의 과도한 축적을 유발해 다양한 암, 대사질환, 퇴행성 뇌질환, 저혈당증 등 난치성 질환 원인으로 보고되고 있다. 이 때문에 TAPL 단백질 구조를 파악하기 위해 다양한 시도가 있었지만 단백질 결정화라는 과정을 거쳐야 해 연구에 걸림돌이 됐다. 이에 연구팀은 결정화 과정 없이도 단백질 구조 규명이 가능한 초저온 전자현미경(cryo-EM)을 이용했다. 이를 통해 TAPL의 펩타이드 길이에 따른 세포막 수송 능력 차이 뿐만 아니라 인지질에 의한 ATP 분해 활성 증가를 확인해 수송 사이클 동안 TAPL이 갖는 여러 구조 규명에 성공했다. 세포막은 외막과 내막의 이중막으로 돼 있다. 외막에서 내막으로, 내막에서 외막으로 지질을 수송하는 것을 인지질 수송이라고 한다. 수송 기능에 이상이 있으면 알츠하이머, 비만, 지방간 등 대사질환이 발생할 수 있다. 또 연구팀은 TAPL이 2개의 서로 다른 작동 메커니즘을 통해 펩타이드와 인지질 수송에 관여한다는 가설을 증명했고 TAPL이 암, 대사질환, 퇴행성 뇌질환 치료를 위한 표적 단백질이 될 수 있음을 확인했다. 진미선 GIST 교수는 “이번 연구는 치매나 대사질환의 원인이 되는 새로운 단백질을 발견했을 뿐만 아니라 TAPL 단백질의 기능적 다양성을 새로 파악하게 됐다는 점에서 의미가 크다”며 “TAPL을 표적으로 하는 신약후보물질을 발굴할 때 필요한 정보를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.

중국 베이징 후이민병원, 쓰촨대 의생명 빅데이터센터, 스웨덴 카롤린스카연구소 환경의학연구원, 아이슬란드 레이캬비크 아이슬란드대 의대 공동 연구팀이 수면 장애나 수면 부족을 겪는 사람들은 녹내장으로 인한 실명 위험이 크다고 6일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈’ 11월 2일자에 실렸다. 연구팀은 세계 최대 의료 빅데이터인 영국 바이오뱅크에 등록된 40만 9053명을 대상으로 약 10년 동안 수면 행동과 녹내장 및 실명의 상관관계를 조사했다. 연구 결과 잠버릇 없이 하루 7~9시간 잠을 자는 사람에 견줘 코골이나 수면무호흡증처럼 나쁜 수면 습관을 가진 사람은 녹내장 발생 가능성이 10%, 불면증이 있거나 권장 수면 시간에 못 미치는 사람은 녹내장 발생 가능성이 13%나 높은 것으로 나타났다.

영국 소설가 조지 오웰은 ‘동물농장’, ‘1984’ 등의 작품을 통해 현대 사회의 전체주의적 경향을 강하게 비판했다. ‘1984’에 등장하는 ‘빅 브러더’는 권력자의 사회 통제를 비판하기 위해 요즘도 자주 언급된다. 올더스 헉슬리의 SF 소설 ‘멋진 신세계’도 과학이 사회의 모든 부분을 관리·통제하는 미래 세계를 풍자하고 있다. 이런 류의 소설과 영화에서는 자유를 위해 사회나 국가의 통제에 저항하는 이들이 주인공으로 등장한다. 다른 한편에서는 자의든 타의든 통제에 순응하는 사람들이 배경처럼 등장한다. 통제 순응자와 저항자는 어떤 차이로 갈라지는 것일까. 미국 툴레인대, 듀크대, 중국 홍콩폴리텍대, 화중과기대, 싱가포르 싱가포르경영대 공동 연구팀이 이런 궁금증 풀기에 도전해 재미있는 결과를 얻었다. 이들은 자기 통제력이 약한 사람들은 자율적인 분위기보다 규율과 질서를 강요하는 통제 사회를 선호할 가능성이 매우 높다고 6일 밝혔다. 또 통제 사회는 개인의 자기 통제력을 약화시키는 방향의 조치를 지속적으로 취해 집단 통제력을 강화하고 영구화시킨다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구 결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘성격 및 사회심리학’ 11월 1일자에 실렸다.연구팀은 자기 통제성에 따라 어떤 성격의 사회를 선호하는지 알아보기 위해 세 가지 조사 및 실험을 실시했다. 우선 연구팀은 미국국립보건원(NIH) 산하 국립노화연구소가 1995년부터 25~74세 남녀를 대상으로 실시한 ‘미국 중년의 삶 조사’(MIDUS) 데이터를 활용했다. 연구팀은 MIDUS 조사에 참여한 사람들 중 약 5700명을 무작위로 선별해 분석했다. 연구팀은 선별된 대상자들에게 ‘현재 살고 있는 곳을 포함해 지금까지 살아온 곳 중에서 앞으로 10년 동안 살고 싶은 곳은 어디인가’를 묻고 현재 살고 있는 곳과 살고 싶은 지역의 법적 처벌 강도, 허용성, 다양성 등에 대해 어떻게 알고 있는지 10점 척도로 점수를 매기도록 했다. 그 결과 자기 통제력이 약한 사람들은 사회 규범이나 법적 처벌 강도가 높은 곳에 거주하려는 성향이 강하게 나타났다. 통제 사회는 자기 통제력이 약한 사람들이 세상을 좀더 단순하고 예측 가능하게 만들어 주기 때문으로 연구팀은 해석했다. 연구팀은 중국 남부 대형 의류 소매업체 남녀 직원 225명을 대상으로도 비슷한 설문조사를 실시했다. 연구팀은 이들에게 ‘나는 내 삶을 통제하고 있다’, ‘마지막 순간에 계획을 바꾸는 것이 싫다’ 등 자기 통제력에 관한 질문과 함께 각자 생각하는 사회의 모습에 대해서도 답변하도록 했다. 연구팀에 따르면 미국의 MIDUS 분석과 똑같은 결과가 나온 것으로 확인됐다. 자기 통제력이 약하고 우유부단한 사람들은 더 엄격한 조직이나 사회구조를 선호하는 것으로 나타난 것이다. 마지막으로 연구팀은 온라인상에서 모집한 98명의 성인 남녀를 대상으로 개인 성격과 조직 문화 수용성에 대해 실험했다. 연구팀은 이들의 성별과 사회·경제적 상태, 성향을 분석한 뒤 가상의 회사 2곳을 만들어 어떤 조직을 선택하는지 관찰했다. 이번 실험에서도 자기 통제력이 낮은 사람은 느슨하고 자율적인 회사보다는 심지어 개인 자유까지 통제하는 수준의 회사를 선호하는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 크리슈나 사바니 홍콩폴리텍대 교수는 “자기 통제력이 낮은 사람들이 많은 사회는 질서 유지, 사회 안정이라는 명목으로 엄격한 집단 통제를 선호하는 경우가 많다”며 “개인보다는 집단이 외부 위협을 극복하는 데 효과적이라는 점이 반복 학습, 각인되면 개인의 자기 통제력은 더 약해지게 된다”고 설명했다.

영유아들이 좋아하는 만화 ‘뽀로로’ 주제가는 “노는 게 제일 좋아~”로 시작한다. 네덜란드의 문화사학자 요한 하위징아는 인간을 놀이의 인간 ‘호모 루덴스’라고 정의했다. 논다는 것이 목적 없는 행위 같지만 그 과정에서 인류는 창조성을 발휘하게 된다는 설명이다. 그렇기 때문에 놀이는 다른 동물에게서는 쉽게 찾아볼 수 없는 인간의 고유한 특징이라고 하위징아는 주장했다. 그런데 영국 퀸메리런던대 생물학·행동과학부, 셰필드대 컴퓨터과학과, 핀란드 오울루대 생태·유전연구부 공동 연구팀은 실험실에서 키운 벌들도 목적 없이 나무 공을 굴리며 노는 것을 좋아한다고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘동물행동학’(Animal Behaviour)에 실렸다. 새끼 여우들은 사회적 기술을 배우기 위해 싸우는 척 뒹굴며 놀고, 돌고래나 고래는 주변에 포식자나 위협이 없어도 점프하고 회전한다. 동물행동학자들은 이를 사람이 하는 것과 똑같은 놀이라고 보고 있다. 그렇지만 포유류 이외에 동물에서는 놀이라고 할 수 있는 행위가 관찰된 적은 없다. 연구팀은 벌들이 작은 나무 공을 특정 위치로 옮기도록 훈련시키는 실험을 하던 중에 일부 벌들이 보상을 받지 못한다는 점을 알고 있음에도 공을 건드린다는 것을 관찰했다. 이에 벌들도 포유류처럼 놀이를 할 수 있는지 실험을 설계했다. 연구팀은 벌들이 움직일 수 있는 단층 공간을 만들어 세 구역으로 나눴다. 1구역은 대기구역, 3구역은 설탕물이 있는 구역으로 반드시 2구역을 거치도록 했다. 2구역에는 벌보다 약간 큰 나무공들이 곳곳에 흩어져 있도록 했다. 1구역에서 푼 벌들이 3구역으로 가면서 어떤 행동을 보이는지를 관찰한 것이다. 그 결과 절반 이상의 벌들이 달콤한 설탕물이 있는 곳으로 가지 않고 중간에서 나무공을 굴리며 시간을 보내는 것이 확인됐다. 많은 벌들이 2~3번 정도 공을 굴렸지만 일부 벌들은 나무공을 44번이나 굴린 것으로 관찰됐다. 벌들이 먹이인 설탕물과는 전혀 상관없는 나무공 굴리기라는 놀이에 집중하고 관심을 갖는다는 것이라고 연구팀은 설명했다. 또 막 태어난 새끼벌들이 나이 든 벌들보다 공을 굴리며 노는 경우가 많은 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 이 역시 사람이나 다른 포유동물들처럼 곤충들도 어릴수록 노는 것을 좋아하며 이는 근육발달이나 신경연결에 도움이 된다는 점을 태생적으로 인식하고 있기 때문이다. 연구를 이끈 라스 치트카 퀸메리런던대 교수(벌 생태행동학)는 “놀이라는 행위는 아무 목적이 없어 보이지만 감정을 경험할 수 있는 능력을 의미한다”며 “이번 연구는 곤충에게도 분명히 감정이라는 부분이 있다는 것을 간접 확인한 것”라고 설명했다. 치트카 교수는 “산업화된 양봉과 농약 등은 벌에게 신체적 스트레스뿐만 아니라 감정적 스트레스까지 일으켜 질병과 개체 감소라는 결과를 가져올 수 있다”며 “야생 곤충에 대한 공감과 보호가 필요한 상황”이라고 말했다.

나이가 들면 식사량을 줄이거나 똑같이 먹어도 살이 찌는 경우가 많다. 인체 대사량이 줄기 때문이다. 신진대사율이 낮아지기 때문에 식단관리를 조금만 잘못하면 성인 당뇨에 걸리게 된다. 당뇨환자들이 가장 힘들어 하는 것은 식사 양과 질을 관리하는 것보다 하루에도 여러 번 손가락 끝을 찔러 피를 내 혈당을 측정하는 것이다. 국내 연구진이 혈당 관리를 쉽게 관리할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자공학과 연구팀은 피를 뽑지 않고도 혈당을 쉽게 측정할 수 있는 체내삽입형 전자기파 기반 혈당측정 시스템을 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실리고 상용화 단계에 있다. 당뇨는 공복시 혈당 수치가 정상인 100㎎/㎗보다 높은 126㎎/㎗ 이상으로 유지되는 질환이다. 식사 조절로 정상 수치를 유지해야 하기 때문에 매번 채혈을 해 혈당 측정을 해야 한다. 전 세계 4억명에 이르는 당뇨 환자들이 매일 손가락 끝을 주사 바늘로 찔러야 하는 고통과 불편을 겪고 있다는 말이다. 이런 불편을 줄이기 위해 파스처럼 피부에 붙이고 땀을 통해 혈당을 측정하는 것을 포함해 다양한 방법이 개발됐지만 정확도가 채혈법보다 떨어진다. 이에 연구팀은 피부를 살짝 절개해 피하지방에 측정 센서를 이식하는 방식의 혈당측정기기를 개발했다. 기기는 길죽한 원통형으로 센서의 길이는 3㎝, 원형둘레는 4㎜에 불과해 동전보다 작다. 또 생체적합성이 우수한 폴리올레핀 계열의 포장재로 감싸고 있어서 이식 부작용도 없다. 또 주변 온도와 습도, 움직임 등 외부환경에 영향을 받지 않아 혈당 측정 정확도를 높일 수 있다. 이 측정기기는 세포와 세포 사이를 채우는 세포 조직액인 간질액의 혈당 변화를 감지하며 저전력으로 작동이 가능하기 때문에 NFC 기능을 가진 장치와 스마트폰으로 언제든 혈당을 확인 가능하다. 연구팀은 동물 실험을 통해 전자기파로 혈당을 정확하게 측정할 수 있음을 확인했다. 변영재 UNIST 교수는 “이번에 개발한 장치는 시간이 지나도 성능 감소가 없는 전자기파를 이용하기 때문에 반영구적 사용이 가능하다”며 “추가 연구를 통해 센서 내부에 시스템을 하나로 통합한 칩을 적용한 연속혈당측정 시스템으로 발전시킬 것”이라고 설명했다.

흥겨운 음악을 들으면 저절로 어깨를 들썩이게 된다. 그런데 사람뿐만 아니라 동물들도 음악을 몸으로 즐기는 것으로 알려졌다. 네덜란드 막스플랑크 심리언어학연구소 비교생물음향연구그룹, 마스트리히트대 심리·신경과학부, 독일 뮌스터대 행동생물학과, 덴마크 아르후스대 임상의학과 공동 연구팀은 바다표범도 음악을 들으면 리듬을 타고 즐기는 행동을 보인다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 10월 27일자에 실렸다. 음악을 만들고 즐기는 동물은 사람이 사실상 유일하다. 과학자들에 따르면 물론 사람 이외에 영장류들도 음악에 반응하도록 훈련할 수는 있지만 사람과 비슷한 리듬 능력을 갖도록 가르치지는 못한다. 연구팀은 바다표범도 음성 학습이 가능한 동물이라는 점에 착안해 바다표범의 음악 인식 능력을 실험했다. 이를 위해 사람 목소리나 음악에 익숙한 성인 바다표범이 아닌 야생에서 태어난 지 10개월 미만의 어린 바다표범 20마리를 대상으로 했다. 과학자들은 사람의 유아를 대상으로 한 실험방법을 활용했다. 음악이 흘러나올 때 몸을 움직이거나 소리가 나는 쪽으로 고개를 몇 번이나 돌리는지를 기록하는 식이다. 이런 행동은 자극에 대해 흥미를 느낀다는 의미로 어린 바다표범도 리듬을 인식할 수 있다면 고개를 돌리는 횟수나 시간이 길어질 것이라는 가정이다. 실험을 위해 연구팀은 템포, 길이, 규칙성을 다양하게 만든 리듬을 만들었다. 그 결과 바다표범은 리듬이 길거나 빨라지고 규칙적일 때 몸을 들썩이거나 고개를 돌리는 행동을 더 많이, 더 길게 했다. 이런 행동은 바다표범이 음의 규칙성·불규칙성, 짧고 긴 음, 빠르고 느린 템포를 구분할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구를 이끈 막스플랑크 심리언어학연구소 라우라 베르가 박사는 “이번 연구 결과는 영장류 이외의 다른 포유류도 리듬을 처리하고 발성 학습이 가능하다는 것을 보여준다”며 “특히 사람이 사용하는 언어와 음악성의 진화적 기원에 대한 연구에도 도움이 될 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 많은 질병이 정복되고 있다. 그렇지만 암과 치매는 여전히 인간을 괴롭히고 있다. 특히 이들 질병은 진단과 치료 또는 관리를 위해 많은 시간과 비용이 투입된다. 국내 연구진이 암 진단과 치료까지 원스톱으로 가능한 물질을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터, 경희대 치대 공동 연구팀은 몸 속 깊은 곳에 숨어있는 암세포까지 정밀진단한 뒤 열을 이용해 치료까지 가능한 나노바이오 융합소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 암은 내시경 검사나 CT, MRI, PET 같은 영상촬영 이후 의심부위에 대한 조직검사를 시행해 진단하는 것이 일반적이다. 만약 이렇게 발견된 암은 외과수술, 방사선 치료, 항암 화학요법으로 치료한다. 최근에는 표적 항암치료, 면역 항암치료법도 개발되고 있지만 적용 대상이나 효과가 제한적이라는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 분자영상과 나노의약 기술의 발전으로 질병 진단과 함께 치료를 동시에 가능케 하는 ‘테라그노시스’ 기술에 대한 관심과 연구가 활발하다. 이런 상황에서 연구팀은 암세포를 발견하면 형광 신호, 자기 신호로 정밀진단을 할 수 있고 근적외선 파장의 빛을 열에너지로 변환시켜 암 조직을 없애는 광열치료도 가능한 나노바이오 소재를 개발했다.연구팀은 체내 신경전달물질인 도파민을 기반으로 형광물질을 만들어 망간염(鹽)과 결합시켜 자성을 띄도록 했다. 이 물질을 체내에 투입했을 때 암조직처럼 산성환경과 만난다면 형광이미지와 자기공명 이미지가 동시에 나타나 암 조직을 더 정밀하게 진단할 수 있다. 이렇게 발견된 암 부위에 근적외선을 쪼이면 빛 에너지를 받은 나노 복합체가 열 에너지를 방출해 고형암 조직을 태우며 암세포 성장을 억제하고 사멸시키는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서도 암세포를 발견하고 치료까지 할 수 있다는 사실을 확인했다. 교신저자로 연구에 참여한 이창수 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 암의 진단과 치료를 동시에 수행해 영상진단과 정밀치료에 드는 비용과 시간을 획기적으로 낮출 수 있도록 한 것”이라며 “후속 연구를 통해 다양한 종류의 암에 대응하고 인체 적용 가능성을 높일 것”이라고 말했다.

백민경 서울대 생명과학부 교수는 26일 ‘2022 서울미래컨퍼런스’에서 단백질 구조를 인공지능(AI) 컴퓨터로 예측하는 기술이 코로나19 같은 신종 바이러스의 백신이나 신약 개발의 경제성을 높일 수 있다고 말했다. 기존에는 오래 걸리고 비용이 많이 들어 포기했던 신약 개발을 할 수 있게 됐다는 것이다. 백 교수는 코로나19를 비롯해 신종 감염병에 대한 백신과 치료제 개발도 지금보다 더 빨리, 더 저렴한 비용으로 개발할 가능성이 높아졌다고 했다. 백 교수는 미국 워싱턴대 박사후연구원으로 있던 지난해 7월 국제학술지 ‘사이언스’에 공개한 논문에서 기존에는 수십년이 걸리던 단백질 구조 해독을 수분에서 수시간 안에 해내는 인공지능 ‘로제타폴드’(RoseTTAFold)를 개발해 공개했다. 백 교수는 이 연구로 한국인 최초로 그해 ‘사이언스’가 뽑은 ‘올해 최고의 혁신적인 연구 성과’에 선정됐다. 백 교수의 연구는 제약사 SK바이오사이언스가 국내 최초로 만든 코로나19 백신인 스카이코비원을 디자인하는 데 활용됐다. 백 교수는 “코로나19 바이러스 표면에 있는 스파이크 단백질과 우리 몸의 수용체 사이의 결합 과정을 이해할 수 있게 되면서 단백질 재조합 방식으로 스카이코비원 백신 등을 만들었다”고 말했다. 이어 “기존에는 바이러스 출현부터 백신과 치료제 개발까지 6개월, 1년이 걸렸다”면서 “인공지능을 활용하면 새로운 백신이나 치료제 후보 물질을 얻는 데 대략 1~2개월이면 충분하고 우리는 더 준비된 상태로 바이러스에 대비할 수 있다”고 덧붙였다.

“낯선 정적이 감돌았다. 새들은 도대체 어디로 가버린 것일까? 이런 상황에 놀란 마을 사람들은 자취를 감춘 새에 관해서 이야기했다.” 20세기에 나온 책 중 가장 영향력이 큰 것으로 평가받는 해양생물학자 레이첼 카슨의 ‘침묵의 봄’ 앞부분에 나오는 구절이다. 카슨은 농약을 비롯한 각종 화학물질이 생태계를 파괴하고 새들의 울음을 없앨 것이라고 예측했다. 그런데 21세기 현재 생태계 ‘침묵’의 원인은 농약이 아닌 지구 온난화때문이다. 실제로 미국 연구진이 지구 온난화가 새들의 목소리를 없애고 있다는 충격적인 연구 결과를 내놨다. 미국 오클라호마대 생물학과, 오클라호마 생물조사소 공동 연구팀은 기후변화가 다양한 종류의 새들의 목소리에 미치는 영향을 분석한 결과 지구 온난화로 인해 울음소리가 줄어들고 심지어 울지 못하는 새들까지 나오고 있다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화’에 실렸다. 불과 몇 십년 전만해도 서울과 가까운 근교에서는 새들의 지저귐을 들을 수 있었다. 그렇지만 최근에는 새들이 우는 소리 때문에 아침 잠을 깼다는 사람은 거의 찾아볼 수 없는 지경에 이르렀다. 이런 상황은 외국에서도 마찬가지이다. 연구팀은 수학 모델을 이용해 컴퓨터 내부에 야생 환경을 만들고 다양한 종류의 가상 새들로 채웠다. 각 개체들에게는 실제 새들과 마찬가지로 일정한 영역을 지정해주고 그 안에서 쉬고, 움직이고, 노래할 수 있도록 했다. 소리는 건조한 곳보다는 습한 곳에서 더 멀리 전달되도록 하는 등 물리 법칙에 따라 모델링한 다음 새들이 어떻게 행동하는지 관찰했다. 그 결과 새들은 기온이 오르면 노래를 덜 부르는 것으로 확인됐다. 또 덥고 건조한 곳에서는 적당한 기온에 습한 곳에서보다 노래를 덜 부르거나 아예 노래를 부르지 않는 것으로 나타났다. 건조하고 가뭄 상태의 환경에서는 울지 않기 때문에 가까운 곳에 있는 새와도 의사소통이 줄어들고 영역을 설정하고 짝을 찾기보다는 물을 찾는데 더 시간을 많이 보내는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 지구온난화로 인해 철새들이 텃새화되는 상황에서 기후변화로 기온이 높아지고 습도는 낮아지면서 공기가 건조해져 새들의 성대에 영향을 미치기 때문으로 분석했다. 건조한 곳에 오래 있으면 목이 아프고 목소리가 잘 나오지 않는 것과 똑같다. 문제는 앞서 언급했듯이 새들이 소리를 내지 못하거나 소리의 크기가 작아지면 자신의 영역을 방어하거나 짝짓기를 하기가 쉽지 않게 된다는 점이다. 새들이 멸종에 이르게 되는 극단적인 상황이 벌어질 수도 있다는 추측이 나오고 있다. 연구팀은 북미 지역만을 대상으로 분석했지만 이 같은 현상은 전 세계적으로 나타날 가능성이 크다고 밝혔다. 제레미 로스 오클라호마대 교수(보존생물학)는 “이번 연구는 기후변화가 동물의 생체 음향에 미치는 영향을 조사한 최초의 연구라는데 의미가 크다”며 “일단 실제 야생 환경에서도 이번 실험과 같은 결과가 나오는지 추가 연구를 위해 오클라호마, 텍사스, 뉴멕시코 등 초원지역에서 새소리를 수집해 분석을 진행할 것”이라고 설명했다.

인류가 지구상에 등장하면서부터 꿈꿔 온 것은 건강하고 오래 사는 것이었습니다. 중국 진시황이 ‘불로초’를 찾는 데 열을 올렸던 것도 그 때문입니다. 과학기술의 발달로 건강하게 장수하기 위해서는 깨끗한 환경, 규칙적인 신체활동, 균형 잡힌 영양 섭취가 중요하다는 것은 상식이 됐습니다. ● 빈부격차 따른 사망률도 줄여 이 같은 상황에서 영국 글래스고대 사회보건·공중보건학부 연구팀은 거주지에 녹지공간이 10% 증가할 때마다 65세 미만의 조기 사망률이 7%씩 감소한다는 분석 결과를 내놨습니다. 이번 연구 결과는 ‘역학 및 지역보건 저널’ 10월 18일자에 실렸습니다. 연구팀이 특히 강조한 것은 녹지공간이 많을수록 가장 빈곤한 지역과 가장 부유한 지역 간 수명 격차까지도 줄일 수 있다는 점입니다. 연구팀은 2016년 스코틀랜드에 거주하던 65세 이하 남녀의 사망 시 나이와 기대수명을 비교해 수명손실을 분석했습니다. 또 사망 당시 살던 지역의 소득수준과 녹지면적, 개인 정원 소유 또는 식물재배 여부를 비교했습니다. 분석 결과 소득수준이 가장 낮은 지역은 주변 녹지공간이 58.5%에 불과하고 건강 상태도 최악으로 나타났으며 수명손실도 높은 것으로 확인됐습니다. 그렇지만 녹지공간이 10% 늘어날 때마다 수명손실률은 7% 낮아지는 것으로 나타났습니다. 녹지공간이 늘어날수록 기대수명까지 살 수 있을 가능성이 커진다는 것입니다. 연구를 이끈 나탈리 니컬스 박사(보건통계학)는 “자연 공간이 건강상 이점을 제공한다는 생각이 새로운 것은 아니지만 이번 연구에서 밝혀낸 실제 수명과 빈부격차로 인한 사망률 차이까지 줄일 수 있다는 점에 새롭게 주목해야 할 것”이라고 밝혔습니다. 니컬스 박사는 “자연 환경은 신체활동을 촉진하고 스트레스를 낮춰 주며 대기 오염물질을 흡수하고 인간과 생태계에 도움이 되는 미생물의 다양성을 증진시키기 때문에 유익한 효과를 발휘하는 것으로 생각된다”고 덧붙였습니다. 녹지공간 확보만큼이나 건강에 중요한 것은 운동입니다. 요즘은 야외활동이나 운동을 하기 좋은 날씨입니다. 이렇게 좋은 날씨에도 불구하고 ‘집돌이’들은 바깥활동을 꺼립니다. 실내에만 있다 보면 운동량이 줄어 비만이 되기 십상이지요. 이런 사람들을 야외활동으로 이끌어 내기 위해서 필요한 것은 무엇일까요. ● 운동 원하면 활동적인 친구를 미국 뉴저지 킨대학 과학기술·수학연구센터, 웨스트포인트 육군사관학교 행동과학과·수리과학과·물리교육과, 페닝턴 의생명연구센터, 앨라배마버밍엄대 영양과학과, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 공동 연구팀은 사회적 상호관계가 신체활동에 미치는 영향에 대해 분석했습니다. 결론부터 말하자면 의자에 덜 앉아 있기 위해서는 더 활동적인 친구가 필요하다는 것입니다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10월 20일자에 게재됐습니다. 연구팀은 수학 모델을 만들어 주변 사람이 신체활동에 미치는 영향을 시뮬레이션했습니다. 분석을 해 보니 정적인 사람과 가까이 있는 사람은 활동성이 떨어지고 활동적인 사람들이 주변에 많으면 자연스럽게 활동 시간이 늘어난다는 것을 확인할 수 있었습니다. 두 연구 모두 너무 뻔한 결론이라구요? 항상 정답은 뻔하고 쉽습니다. 다만 지키기 어려울 뿐.

올해 노벨상 시작을 알린 노벨생리의학상은 ‘DNA 고인류학’이라는 연구 분야를 만들어 낸 스반테 페보 독일 막스플랑크 진화인류학연구소장에게 돌아갔다. 페보 소장의 연구는 지금은 멸종된 현생인류의 사촌뻘인 네안데르탈인과 데니소바인들의 비밀을 밝혀냈다. 페보 박사의 수상 덕분에 대중들도 고인류학 연구 성과에 대한 관심이 높다. 이런 가운데 네안데르탈인에 대한 새로운 연구 결과들이 발표돼 주목받고 있다. 이번 연구도 페보 소장이 이끄는 막스플랑크 진화인류학연구소가 주도했다. 여기에 프랑스, 이스라엘, 영국, 러시아, 이탈리아, 오스트리아, 폴란드, 호주, 캐나다 연구진이 가세해 10개국 18개 연구기관으로 구성된 국제 공동연구팀은 네안데르탈인 DNA 분석으로 지금까지 베일에 싸여 있던 네안데르탈인 가족, 소집단 사회 구조를 밝혀냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 10월 20일자에 실렸다.연구팀은 약 5만 4000년 전 네안데르탈인이 사라진 또 다른 인류 데니소바인과 함께 공존했던 것으로 알려졌던 러시아 남부 시베리아 알타이산맥에 위치한 차기르스카야 동굴과 오크라드니코프 동굴에 주목했다. 여기서 발견된 네안데르탈인 17명의 유골 DNA와 미토콘드리아 DNA를 분석했다. 17구의 유골 중 연구팀이 성별과 연령을 정확히 특정한 것은 13구다. 남성 7명, 여성 6명으로 8명은 어른, 5명은 아동 청소년인 것으로 밝혀졌다. 연구팀이 혈통 분석에 많이 쓰이는 미토콘드리아 DNA를 조사한 결과 이들은 아버지와 10대 딸, 아들, 사촌과 고모, 할머니 등 친인척 관계인 것으로 확인했다. 또 네안데르탈인들은 각 집단 간 고립된 상태에서 살아간 것이 아니라 공동체 간 교류도 활발했던 것으로 밝혀졌다. 공동체의 교류를 이끈 것은 주로 여성인 것으로 분석됐다. 유전체 분석 결과 부계에서 물려받은 것보다 모계에서 물려받은 것이 훨씬 많이 검출됐다. 이를 바탕으로 계산한 결과 20명 안팎의 소집단에서도 여성의 60% 이상은 다른 공동체에서 옮겨 온 것으로 조사됐다.또 하나의 연구에도 막스플랑크 진화인류학연구소 연구팀이 참여해 명실상부한 고인류학 선도연구기관임을 보이고 있다. 프랑스, 독일, 스페인, 영국, 브라질, 남아프리카공화국, 캐나다 7개국 15개 연구기관은 네안데르탈인이 육식성이었을 가능성이 높다고 23일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 18일자에 게재됐다. 먹이사슬에서 어떤 위치에 있는지 판단을 하기 위해 과학자들은 화석에서 단백질을 추출하고 뼛가루에 있는 질소 동위원소를 분석한다. 그렇지만 온대 지역에서 발견된 화석이 아니거나 5만년 가까운 시기의 시료에서는 질소 동위원소 분석법을 사용할 수 없다. 이에 연구팀은 스페인과 프랑스 지역에서 발굴된 네안데르탈인의 치아 법랑질을 이용해 아연 동위원소 비율을 분석했다. 동시대를 살았던 것으로 추정되는 육식동물과 초식동물 뼈에 대해서도 같은 실험을 했다. 보통 아연 동위원소 비율이 낮을수록 육식동물일 가능성이 높은 것으로 알려져 있다. 조사 결과 네안데르탈인은 동물의 피는 섭취하지 않고 살과 골수를 주로 섭취한 것으로 확인됐다. 또 네안데르탈인 아이는 두 살이 되기 전에 젖을 뗀 것으로 분석됐다.

영국 요크대 심리학과, 런던대(UCL) 인지신경과학연구소, 신경학연구소, 의생명과학연구소, 서식스대 심리학부 공동 연구팀은 자는 동안 특정한 소리를 들려주면 나쁜 기억을 지울 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘학습과 기억’ 10월 17일자에 실렸다. 수면 중에 특정 음악이나 소리를 들려주면 기억력을 높일 수 있다는 연구는 있었다. 이에 연구팀은 29명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 잠들기 직전 특정 단어를 외우도록 했다. 그다음 두 집단으로 나눠 한쪽은 자는 동안 특정 주파수의 소리를 들려줬다. 그 결과 소리 자극을 받은 집단은 그렇지 않은 집단과 달리 암기했던 단어 대부분을 기억하지 못했다. 이번 연구 결과는 트라우마에 시달리는 사람들의 나쁜 기억을 지우는 데 도움이 될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

초·중·고등학생이나 그런 자녀를 두고 있는 학부모들의 가장 큰 바람은 좀 더 공부를 잘했으면 좋겠다는 것이다. 특히 문해력이라는 이름으로 강조되는 읽기능력과 수학성적이 큰 관심사가 아닌가 싶다. 수학, 읽기능력을 높이기 위해 학원을 다니기도 하고 각종 문제집을 풀어보기도 하는데 성적은 항상 제자리이다. 그런데 학습심리학, 발달심리학, 뇌과학자들은 수학과 읽기능력을 키우기 위해서 다른 무엇보다 ‘이것’이 필요하다는 연구 결과를 내놨다. 미국 위스콘신 메디슨대, 캘리포니아 어바인대(UC어바인), 독일 도르트문트공과대 공동 연구팀은 학생의 미래 학업성취도에 있어서 가장 중요한 것은 ‘자신감’이라고 21일 밝혔다. 연구팀은 자신감을 넘어서 ‘근자감’(근거 없는 자신감)까지도 필요하다고 조언하고 있다. 이 같은 연구 결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘아동 발달’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 아동 청소년의 성취, 동기, 행동 발달과 사회화 영향에 대한 종단연구인 ‘아동기와 그 이후 연구’(Childhood and Beyond study·CAB) 데이터를 활용했다. CAB 연구는 1987년부터 1999년까지 유치원생부터 12학년(한국 고등학교 3학년)까지 1069명을 대상으로 조사되고 현재까지도 진행되고 있다. 연구에 참여한 아이들은 미국 중서부 대도시 교외에 있는 4개의 중산층 학군에 있는 10개의 공립학교 학생이었다. 연구팀은 특히 수학과 읽기 능력에 대한 조사 결과에 주목했다. CAB 연구에서는 수학과 언어능력의 자기 인식상태를 3가지 방식으로 평가했다. ‘수학이나 읽기를 얼마나 잘하는가’, ‘다른 과목에 비해 수학, 읽기를 얼마나 잘하는가’, ‘또래와 비교해 수학과 읽기 과목에서 등수를 매긴다면 자신은 어느 정도라고 생각하는가’와 같은 방식이다. 연구팀은 이 같은 자기 평가결과와 실제 수학과 읽기 성적의 변화를 비교 분석했다. 연구팀은 분석 후 재미있는 연구 결과를 얻었다. 스스로 수학이나 읽기 과목을 잘한다고 인식하면 이후 자신의 능력을 의심하는 학생에 비해 실제 성적도 높아진다는 것이다. 연구팀에 따르면 스스로 수학(또는 읽기)를 잘한다고 인식하는 학생들은 해당 과목 수업에 더 적극적으로 참여하고 관심을 갖고 노력하기 때문에 성적이 자연스럽게 오른다는 것이다. 학생이 스스로 부족하다고 생각하는 과목에 대해 학부모나 교사가 자신감을 북돋워 주면 성적 향상으로 이어지는 것도 확인됐다. 연구팀은 이는 특정 과목에 대한 자신감을 보이는 아동 청소년들에 대해서는 현재 실력은 못 미치더라도 자신감을 갖도록 도와주는 것이 성적 향상과 향후 진로 결정에도 도움이 된다고 조언했다. 연구를 이끈 시루이 완 위스콘신 메디슨대 박사는 “이번 연구는 특정 과목에 대한 관심이나 자신감이 학생의 성취도나 향후 진로 결정에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주고 있다”며 “학생들이 부정확한 자기 평가 때문에 과목을 싫어하거나 특정 직업을 회피하지 않도록 가정과 학교에서 도와줄 필요가 있다”고 말했다.

건강 관련해 인터넷 사이트를 검색하다보면 다양한 건강보조식품들을 접할 수 있다. 그렇지만 요즘도 주변 사람들이 기운이 없어보이거나 안색이 좋지 않으면 ‘보약 한 재 먹어야겠네’라는 말을 하곤 한다. 그런데 보약이 실제로 기운을 차리는데 도움이 될까. 그냥 플라시보 효과가 아닐까. 국내 연구진이 보약이 실제 신체에 작용하는 생물학적 경로를 밝혀내 보약 효과 검증에 성공했다. 정부출연연구기관인 한국한의학연구원 한의약데이터부 연구팀은 기(氣)를 보해주는 한약, 흔히 보약이라고 부르는 것의 효과에 대한 생물학적 메커니즘을 규명했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플랜츠’(Plants)에 실렸다. 한의학에서 ‘기가 허하다’는 기허증은 여러 증상을 복합적으로 의미한다. 만성피로나 질병에 쉽게 걸리는 것, 추위를 잘 타는 경우도 기허증의 대상이다. 실제로 2007년 발행된 ‘세계보건기구(WHO) 서태평양지역의 전통의학 표준용어집’에서는 나른함, 힘이 없음, 호흡곤란, 어지러움, 약한 맥 등 증상을 대표적 기허 증상이라고 규정했다. 하나의 증상이 아닌 다양한 증상을 일으키는 원인이 기가 부족한 상태라는 것이다. 이 때문에 기허증이나 이를 보완하기 위한 보약을 서양의학에서는 실체가 없는 증상과 그에 대한 처방이라고 비판하고 있다. 연구팀은 이에 대해 기허를 현대과학으로 재정의해 생물학적 메커니즘을 규명할 수 있는 연구방법론을 찾았다. 네트워크 생물학을 이용해 기를 보하는 한약재(보약 또는 보기제)에 있는 고유한 유효 성분만을 추출하고 해당 유효성분이 작용하는 생물학적 기전을 분석한 것이다. 연구팀은 한약재 8종에서 핵심성분 13종을 찾아내고 그 핵심 성분에 의해 조절되는 유전자와 생물학적 작용경로를 추적했다. 그 결과 성분에 따라 유전자 타겟은 18~447종, 생물학적 경로는 8~132종에 관여하는 것으로 확인됐다. 또 보기제의 핵심 성분이 탄수화물, 지방, 단백질 대사를 연결하는 주요 대사 경로와 아미노산, 비타민 등 다양한 대사 경로에 관여해 에너지를 생성하거나 생산 효율을 높일 수 있다는 점도 밝혀냈다. 연구를 이끈 이상훈 한의학연구원 박사는 “기를 보한다는 것은 인체 내 에너지 대사 문제를 치료하고 에너지 생산을 효율적으로 만들기 위한 것”이라며 “이번 연구는 한의학에서 이야기하는 ‘기’를 현대 생물학적 개념인 ‘에너지 대사’로 치환해 설명할 수 있다는 것을 과학적으로 보여줬다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.

톰 크루즈 주연의 SF ‘마이너리티 리포트’는 개봉한지 오래됐지만 인공지능이나 미래 예측 같이 다양한 분야에서 언급되는 작품이다. 범죄를 사전에 예측할 수 있는 프로그램을 둘러싼 이야기를 다루고 있다. 한국과 미국 과학자들이 범죄가 아닌 재산상, 인명상 막대한 피해를 입힐 수 있는 산불을 사전에 예측할 수 있는 ‘마이너리티 리포트’ 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST), 카이스트, 전남대, 경북대, 미국 퍼시픽 노스웨스트국립연구소(PNNL), 유타주립대 공동 연구팀은 인공지능(AI) 예측 모델을 활용해 대형 산불 발생 가능성이 높은 기상 조건을 최대 1주일 전에 미리 예측해 산불 위험도를 알려주는 모델을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 어드밴시즈 인 모델링 어스 시스템’에 실렸다. 기후변화 때문에 전 세계적으로 대형 산불 발생 빈도가 잦아지고 있는 가운데 산불 발생의 선행조건으로 꼽히는 것이 ‘산불기상지수’(FWI)이다. FWI는 지표면 근처 온도, 습도, 바람, 누적 강수량을 이용해 계산되는 산불 발생 가능성 예측 지수이다. 지수가 높을수록 대형 산불 발생 위험은 높은 것으로 평가된다. 현재는 산불 예측은 산불 발생 및 발달의 비규칙성과 예측모델의 한계 때문에 제한적 규모와 지역에서만 시도되며 100㎞ 수준의 수평해상도이기 때문에 정확도가 낮다. 연구팀은 2011~2017년 기상예측모델 결과와 고해상도 관측기상자료를 활용했다. 이렇게 개발된 예측모델은 인공지능, 딥러닝 기법으로 수평해상도를 100㎞에서 4㎞로 확대해 보다 세밀한 행정구역 단위로 예측 정보를 생산하고 정밀도를 높였다. 100㎞ 단위는 도나 광역시 정도 수준의 예보가 가능하다면 4㎞ 단위는 특정 동 단위까지 예측을 가능케 해준다. 연구팀은 이번에 개발한 모델을 2018년 8월과 11월 미국 캘리포니아에서 발생한 초대형 산불인 맨도치노 콤플렉스와 캠프파이어 당시 데이터에 적용했다. 그 결과 실제 산불 발생일 7일 전부터 산불 위험도가 급속도로 상승하는 패턴을 관찰할 수 있었다. 또 예측지역의 해상도를 4㎞ 범위까지 확대할 수 있게 됐다. 특히 이번에 개발한 모델로 인공지능에 학습시키면 결과 처리까지 불과 수 초 밖에 걸리지 않아 단기 예측 실용성을 높일 수 있게 됐다. 연구를 이끈 윤진호 GIST 교수는 “이번에 개발한 방법은 전 세계 모든 지역에서 유사한 방식으로 산불 위험을 예측하는 모델을 개발하도록 도와줄 것”이라며 “이상기후와 자연재해를 예측하는 시스템에도 적용해 볼 수 있어 다양한 분야에서 응용연구와 예측 시스템 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

올해 노벨 생리·의학상은 사라진 인류의 사촌인 네안데르탈인과 데니소바인의 존재를 DNA로 확인하고 ‘DNA 고인류학’이라는 학문분야를 만들어 낸 스반테 페보 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 소장에게 돌아갔다. 페보 소장의 수상으로 현생인류와 사라진 또 다른 인류들에 대한 관심이 높아지고 있다. 이 같은 가운데 네덜란드 라이덴대 고고학부, 영국 케임브리제대 고고학과 공동 연구팀은 프랑스와 스페인 북부 고고학 유적에서 방사성 탄소연대측정법으로 분석한 결과 약 4만년 전 네안데르탈인과 현생인류가 2800년 동안 함께 살았으며 유전자 뿐만 아니라 문화까지 공유했다는 사실을 밝혀냈다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10월 14일자에 실렸다. 고인류학 분야 연구에 따르면 현생인류와 네안데르탈인은 선사시대 어느 시점에 만나 함께 살았던 것은 알지만 얼마나 오래, 어디서였는지는 여전히 미스터리로 남아있다. 방사성 탄소연대측정법은 탄소14 동위원소의 반감기를 이용해 화석이나 뼈의 나이를 추정하는 분석법이다. 미국의 화학자 윌러드 리비 박사가 이 방법을 개발한 이후 많은 연구자들은 이를 고고학 연구에 활용했다. 그 덕분에 리비 박사는 1960년에 노벨 화학상을 수상하기도 했다. 문제는 약 4만 2000~4만 1000년 전에 지구의 자극이 마지막으로 완전히 바뀌는 ‘라샹 사건’이 발생했다. 2020년 과학자들은 라샹 사건이 대기 중 탄소14의 양을 일시적으로 증가시켰다고 발표했고 2021년 호주 연구진은 라샹 사건이 네안데르탈인 멸종을 가져왔다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 라샹 사건으로 4만 3000~4만 4000년 이상 유물이나 화석들이 더 젊게 측정되는 등 탄소연대측정법에 문제가 발생하게 되는 것이다. 이에 연구팀은 라샹 사건을 고려해 프랑스와 스페인 북부 17개 유적지에서 수행한 방사성 탄소연대측정법을 다시 실시하고 네안데르탈인 해골 화석의 연대를 재측정한 다음 ‘최적 선형추정’이라는 통계적 접근법을 이용해 분석했다. 그 결과 해당 지역에서 현생인류와 관련된 유물은 4만 2200~4만 2600년 사이에서 나타났고, 네안데르탈인과 관련된 유물은 4만 800~3만 9800년을 전후로 사라졌다는 것이 밝혀졌다. 네안데르탈인 멸종과 현생인류의 출현 사이에 나타나는 1400~2800년은 두 인류가 시공간적으로 겹쳐있다는 것이다. 특히 두 인류의 유물의 유사성을 볼 때 유전학적 교류 뿐만 아니라 문화적 교류도 활발했을 것이라고 연구팀은 추정했다. 이 과정에서 네안데르탈인, 현생인류, 이들 둘의 만남으로 탄생한 혼혈인류가 함께 살았을 것이라고 연구팀은 설명했다. 또 이들의 화석이 발견된 서유럽 지역은 유럽에 진출한 인류에게서는 막다른 골목이어서 두 종의 인류가 공존하고 교류하는 한편 격렬하게 경쟁했을 것이라고 봤다. 연구를 이끈 마리 소레시 라이덴대 교수(호미닌 다양성 고고학)는 “유럽에서 현생인류와 네안데르탈인이 함께 공존했을 것이라는 연구들은 이전에도 있었지만 이번 연구처럼 특정 시기를 규정한 것은 처음”이라며 “인류 진화에서 있어서 이 시기는 매우 중요한 때로 알아내야 할 것이 더 많다”고 설명했다.

코로나19 확산이 주춤해 거의 일상으로 돌아왔지만 겨울의 시작과 함께 재확산될 수 있다는 우려가 나오고 있다. 코로나19 확산기간 동안 잠잠했던 계절성 독감까지 유행해 트윈데믹 가능성까지 점쳐지고 있다. 이 같은 가운데 국내 연구진이 코로나19 백신 접종으로 만들어지는 중화항체 면역 효과와 변이 바이러스에 대한 효과를 실험적 검증에 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 신변종바이러스 연구센터를 중심으로 충북대 의대, 카이스트 의과학대학원, 고려대 구로병원, 국립중앙의료원 공공보건의료연구소 공동 연구팀은 백신 미접종 상태에서 코로나19에 감염된 사람과 백신 접종 후 감염된 돌파감염자의 혈액을 비교분석해 중화항체 생성과 면역효과, 기억T세포 반응을 밝혀냈다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학분야 국제학술지 ‘셀 리포트 메디신’에 실렸다. 코로나19 확산이 3년째 이어지면서 변이 코로나바이러스가 우세종으로 자리잡고 백신 접종 이후 변이 바이러스에 의한 돌파 감염 사례들이 생기고 있다. 돌파감염이 백신접종으로 생긴 중화항체 감소 때문인지, 새로운 변이 바이러스에 대해 백신이 효과가 없기 때문인지 밝혀지지 않은 상태이다. 또 코로나19 백신 접종 횟수에 따른 효능 지속시간, 초기 발생한 코로나19 바이러스에 대응해 만든 백신이 변이 바이러스에 대해서도 교차면역효과가 있는지에 대한 연구도 거의 없는 상황이다. 이에 연구팀은 백신 미접종자 중 코로나19 초기형, D614G 변이형, 알파, 베타, 델타형, 다양한 오미크론 변이형 바이러스에 각각 감염됐다가 회복한 환자와 코로나19 백신을 2~3회 접종 후 오미크론에 돌파감염됐던 환자들의 혈청 내 중화항체를 비교분석했다. 또 백신접종자는 접종 후 1, 3, 5개월 때 혈청을 연속 분석해 백신 효과의 지속기간과 중화항체 특성을 추적했다. 그 결과 변이 코로나바이러스는 각기 다른 면역원성을 유도하는 것으로 확인됐다. 백신 미접종자가 초기 유행 바이러스에 감염돼 만든 중화항체는 오미크론 감염을 막지 못하고, 반대로 오미크론에 감염된 사람에게서 만들어진 중화항체는 다른 코로나바이러스 감염을 막지 못한다는 것이다. 또 백신 2회 접종자보다 3회 접종자의 중화항체 효과가 더 오래가는 것이 관찰됐다. 2회 접종자의 중화항체는 5개월 내에 사라졌지만 3회 접종을 통해 만들어진 중화항체는 5개월 이상 지속되고 다양한 변이 코로나바이러스에 대항할 수 있는 것으로 확인됐다. 특히 백신을 접종하고 오미크론에 돌파감염된 사람은 현재까지 알려진 거의 모든 코로나바이러스 변이에 대응할 수 있는 중화항체를 갖게 되는 것이 관찰됐다. 이 경우에도 2회 접종자보다는 3회 접종자가 더 우수한 중화항체 반응을 보였다. 연구를 이끈 최영기 IBS 센터장은 “이번 연구는 코로나19 초기형은 물론 다양한 변이 바이러스를 대상으로 실제적 교차면역반응을 분석했다는 점에 의미가 있다”며 “3회 이상 부스터 백신 접종으로 앞으로 발생할 수 있는 새로운 코로나바이러스 변이주에 대한 중화항체까지도 생성시킬 수 있음을 시사하는 것”이라고 설명했다. 신의철 센터장도 “기억 T세포의 반응으로 오미크론 돌파감염 회복 후 다른 변이주에 재감염되더라도 증상이 경미할 수 있을 것”이라고 설명했다.

코로나19 확산 초기인 2020~2021년에는 지금까지 경험하지 못했던 사회적 거리두기, 도시봉쇄, 이동제한 같은 조치 때문에 타인과의 만남, 외부 활동이 어려워지면서 우울증을 호소하는 이들이 많다는 보도들이 쏟아졌다. 코로나로 인한 우울증이라고 해서 ‘코로나 블루’라는 용어가 유행하기까지 했다. 코로나19가 엔데믹 단계로 접어든 것으로 평가되고 있는 현재 연구자들은 대확산 초기 보건정책을 비롯해 당시 상황을 복기하는 연구 결과들을 내놓고 있다. 정신의학자와 심리학자로 구성된 연구진은 ‘코로나 블루’가 실제보다 과장됐다는 연구 결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 의대 정신과학과, 간호대, 공중보건대, 심리학과 공동 연구팀은 코로나19 기간 동안 시행된 사회적 거리두기나 이동제한 등이 스트레스를 높이거나 정신건강에 악영향을 미치지 못했다고 18일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의료심리학 분야 국제학술지 ‘보건 심리학’ 10월 18일자에 실렸다. 코로나19 대유행 초기 실시한 사회적 거리두기, 이동제한 같은 조치는 사람들의 정신건강에 지속적인 악영향을 미칠 것이라는 지적이 언론을 중심으로 끊임없이 제기됐다. 이에 대규모 재난이 인구집단에 미치는 심리적 영향을 끊임없이 조사해 온 연구팀은 이전까지 보기 어려웠던 대규모 감염병이 사람들의 정신건강에 어느 정도 영향을 미칠 수 있는지 조사에 착수했다. 연구팀은 미국 성인남녀 5594명을 무작위로 골라 사회적 거리두기가 막 시작된 2020년 3월 18일~4월 18일에 심리 설문조사를 실시하고 사회적 거리두기가 본격화된 6개월 뒤인 2020년 9월 9일~10월 16일에 2차 설문조사를 실시했다. 설문은 코로나19 감염됐거나 코로나19로 사망한 사람을 알고 있는지, 그런 사람들이 주변에 몇 명이나 있는지, 최근 레거시 미디어, 온라인 뉴스, 소셜미디어에서 전염병 관련 뉴스를 보는데 얼마나 시간을 보냈는지 등을 조사했다. 특히 코로나19와 코로나19 방역조치에 대해 느끼는 정신적 고통, 외로움, 외상성 스트레스(급성 스트레스, 외상후 스트레스 등)에 대해서도 응답하도록 했다. 응답을 분석한 결과 코로나19에 감염됐던 사람들은 미감염자보다 정신 건강이 좋지 않은 것으로 확인됐다. 또 코로나19로 사망하거나 감염자를 알고 있는 사람도 이전보다 정신적 고통, 외로움, 외상성 스트레스 증상이 약간 높아졌지만 유의미한 수준은 아닌 것으로 나타났다. 특히 코로나19에 걸리지 않은 사람들은 코로나19 대확산 이전과 비교해 정신건강이 더 위협받았다는 증거를 찾지 못했다고 연구팀은 밝혔다. 그렇지만 팬데믹 관련 미디어 보도에 많이 노출되는 사람은 그렇지 않은 사람보다 고통, 외로움, 외상성 스트레스 증상을 더 많이 경험하는 등 정신 건강이 악화된 것은 확실한 것으로 조사됐다. 팬데믹 관련 뉴스에 반복적으로 노출되는 것은 심리적 이점이 전혀 없다는 설명이다. 연구를 이끈 록산느 코헨 실버 교수(트라우마 정신건강학)는 “이번 연구를 통해 팬데믹 같은 대규모 재해에서 받는 정신적 고통의 가장 큰 원인은 개인적 관련성이라는 점을 확인했다”며 “관련 미디어에 지나치게 관심을 갖고 매몰되는 것은 정신건강에 좋지 않다”고 설명했다. 실버 교수는 “재난재해에서 한 발 떨어져 있는 사람들이 지나친 고통을 받지 않기 위해서는 스스로 뉴스미디어를 확인하는 시간을 제한하는 것이 필요하다”고 덧붙였다.

‘친구 따라 강남 간다’는 말이 있다. 하고 싶지 않은 상황이지만 남에게 끌려 덩달아 하는 것을 이르는 말이다. 스스로 판단 내리기 어려운 상황에 접했을 때도 다른 사람의 말이나 판단을 따라가는 경우도 적지 않다. 미국에서는 도널드 트럼프 전 대통령이 부추긴 백신 불신이 코로나19 대확산 때도 기승을 부렸다. 이 때문에 개발도상국이나 후진국에서는 없어서 못 맞는 백신이 미국 내에서는 남아도는 황당한 일이 벌어지기도 했다. 생물통계학자와 수학자, 생태학자로 구성된 연구팀이 백신에 대한 불신과 불안이 어떻게 확산되는지 조사한 결과 이 역시 ‘친구 따라 강남 간다’는 사실을 밝혀냈다. 미국 조지타운대 생물학과 연구팀은 백신 거부나 불안감이라는 행동의 확산이 기존에 알려진 것처럼 사회, 인구학적 집단에 따라 결정될 뿐만 아니라 이웃이라는 지리적 집단의 영향을 받는다는 사실을 확인했다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 계산생물학’ 10월 14일자에 실렸다. 미국 공중보건학자들의 가장 큰 고민거리는 최근 수 십년 간 이어진 백신 거부 행동의 확산이다. 백신 거부는 병원체에 대한 집단 면역을 붕괴시키는 직접적 원인이 되기 때문이다. 코로나19 대확산 시기에도 처음에는 백신이 나오면 맞겠다는 사람들이 압도적으로 많았지만 정작 백신이 개발돼 실제 보급되기 시작하자 백신 거부자들이 점점 늘어났다. 홍역이나 볼거리처럼 백신으로 자취를 감추기 시작한 전염병들마저 백신 거부로 재확산되는 경우가 속출했다. 이에 연구팀은 백신 접종 거부라는 행동이 어떻게 확산되는지 설명하기 위한 수학적 모델들을 만들어 가상실험을 실시했다. 연구팀은 수학적 모델을 바탕으로 사회·인구학적 집단, 지리적 집단에서 백신 거부행동의 확산 정도를 분석했다. 분석 결과 백신 거부행동의 확산은 사회·인구학적 요소보다 지리적 요소의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 백신에 대한 공중보건 캠페인이 충분하지 않은 상황에서 이웃간 관계가 밀접한 곳에서는 백신 거부행동이 빠르게 확산된다는 설명이다. 백신 거부행동이 빠르게 확산되는 지역은 인접한 다른 지역에도 백신 불신·거부감을 전염시키는 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 쉐타 반살 교수(질병생태학)는 “사회적 인간의 행동은 복잡하고 공중보건 차원에서 이해한다는 것은 더 쉽지 않다”며 “이번 연구 결과는 백신 접종 거부나 불안감이 어떻게 사회적으로 선택되고 확산되는지 기본 프로세스를 이해하게 도와줌으로써 질병 취약 집단을 더 잘 보호하기 위한 공중보건 전략 개발에 도움이 될 것”이라고 설명했다.